Розрахунок допустимого навантаження на лаву по газовому чиннику

Визначимо допустиме навантаження на лаву по газовому чиннику:

(3.10)

де С = 1% – допустиме згідно ПБ концентрація метану у витікаю чому з лави струмені;

Р = 1, 25 – коефіцієнт, що враховує витоки повітря через вироблений простір, безпосередньо прилеглий до привибійного простору;

К_н = 1, 3 – коефіцієнт нерівномірності метановиділення в лаві;

U = 4 ÷ 6 м/с – максимальна допустима швидкість руху повітря в лаві.

У наслідок того, що навантаження на лаву по газовому чиннику значно нижче за навантаження на лаву по гірничотехнічних чинниках, необхідно застосувати дегазацію. Для визначення способу дегазації проведемо визначення абсолютної і розрахункової метанообільності лави по формулах:

І_авс = (3.11)

І_рас = (3.12)

Визначимо коефіцієнт дегазації, при якому забезпечується нормальне по чиннику вентиляції провітрювання, за формулою:

(3.13)

Знаючи величину коефіцієнта дегазації визначимо спосіб дегазації. Керуючись керівниками [14], при = 0, 5 приймаємо дегазацію свердловинами, пробуреними з підготовчих виробок.

Допустиме навантаження на лаву з урахуванням дегазації визначимо за формулою:

(3.14)

3.5 Розрахунок кріплення

3.5.1 Розрахунок механізованого кріплення

Оскільки в лаві застосовується механізований комплекс, то розрахунок кріплення зводиться до перевірки, чи витримають стійкі кріплення навантаження від ваги порід покрівлі.

Навантаження, що діє, на 1 м посадочного ряду кріплення визначимо по формулі:

(3.15)

де h = 56м – висота пласта, що обрушується, безпосередньої покрівлі;

γ = 2, 5 т/м³ – об’ємна вага порід безпосередньої покрівлі;

= 1, 5 м – крок пересування секції (крок посадки);

В = 3, 55 м – довжина секції по перекриттю.

Знаючи з технічної характеристики крок установлення секцій кріплення, кількість стійок в задньому ряду секції і робочий опір однієї стійки, визначаємо навантаження, що витримується 1 м посадочного ряду кріплення і порівнюємо її з розрахунковим навантаженням:

R₁ = 2 ⋅ 820 = 1093 кН(3.16)1, 5

Оскільки R₁ R, то робимо вивід, що кріплення витримає навантаження, що діє.

3.6 Провітрювання лави

Кількість повітря, необхідне для провітрювання лави, визначимо по чотирьох чинниках:

1) по газу метану:

(3.17)

де = 12, 1 м³/хв. – середнє газовиділення в очисної виробці (абсолютна метанообільність);

С = 1% – максимально допустима, згідно ПБ, концентрація метану у витікаю чому струмені лави;

С₀ = 0, 05%. – концентрація газу метану в струмені повітря, що поступає в лаву.

2) по газах, що утворюються, при вибухових роботах, оскільки в лаві не проводитимуться вибухові роботи, то по цьому чиннику розрахунки проводити не будемо.

3) по кількості людей:

Q = 6 ⋅ n_{люд. ⋅} k_оз = 6 · 15 · 1, 2 = 108 м³/хв. (3.18)

де n_люд. = 15 осіб – найбільше число людей, одночасно зайнятих в лаві;

k_оз = 1, 25 – коефіцієнт, що враховує рух повітря по частині виробленого простору, безпосередньо прилеглий до привибійного.

4) по пилевиділенню:

Q = 60 · V_опт · S · k_оз = 60 · 1, 6 · 3, 9·1, 2 = 449 м²/хв. (3.19)

де V_опт = 1, 6 м/с – оптимальна швидкість руху повітряного струмені в лаві;

S = 3, 9 м² – максимальна площа привибійного простору лави.

Виходячи з набутих значень в подальших розрахунках приймаємо кількість повітря, рівне Q = 1656 м³/хв. або 27, 6 м³/с.

Враховуючи те, що за дипломним проектом прийнята дегазація, то визначимо витрату повітря з врахуванням чинника дегазації по формулі:

Q_дег = Q ⋅ (1 - k_дег, ) = 1656 ⋅ (1 - 0, 6) = 662, 4 м³/хв. (3.20)

де k_дег = 0, 6 – коефіцієнт дегазації.

З врахуванням набутого значення витрати повітря, визначимо швидкість руху повітря по лаві:

V = (3.21)

Що відповідає вимогам правил безпеки [5], с 301.

3.7 Технологія очисних робіт

У ремонтні часи машиніст комбайна з помічником і двома електрослюсарями виконують профілактичний огляд, ремонт і змазування вузлів комбайна.

Останні слюсарі регулюють загально-дільничні механізми і електроустаткування.

На початок циклу комбайн знаходиться в кінці лави, один з шнеків розташований біля кріплення 2КД-90. Секції кріплення відстають від вибою на 15-18 мм, гідродомкрати пересування секції висунуті на 0, 63 м (крок пересування секції), секції кріплення відсунуті від конвеєра на таку ж довжину, а конвеєр знаходиться під вибоєм.

До початку зміни машиніст приймає комбайн і робить його ретельний огляд. Від змінника він дізнається про роботу комбайна в попередню зміну і про всі його несправності в роботі. Після приймання зміни машиніст з помічником виконують дрібний ремонт комбайна (підтяжка болтів, кріплення, введень кабелів, доливка масла в редуктори і ін.), замінюють затуплені різці, перевіряють на тертя ланцюги комбайна і її зачеплення із зірочками механізму подачі комбайна. Окрім цього до початку робіт по виїмці вугілля перевіряється робота системи сигналізації, зрошувальної системи, чіткість роботи рукояток керування, фіксації їх в гніздах і ін.

Останні члени ланки ГРОВ оглядають лаву, стан секцій кріплення, кріплень голівок конвеєра до столу кріплення сполучення УКС, стан ланцюга комбайна, ланцюги конвеєра і його скребків, перевіряють роботу насосних станцій СНТ-40 і 1УЦНС-13.

Електрослюсарі зовнішнім оглядом перевіряють пускову апаратуру, справність дільничного ланцюга заземлення, підвіску кабелів їх справність і ін.

Коли роботи по огляду устаткування завершені, машиніст подає звуковий сигнал тривалістю не менше 10 секунд, чутний по всій лаві. Комбайн має бути зарубаний в пласт в попередній зміні; крім того окриком: «Бережися! Вмикаю!!» машиніст попереджає довколишніх про початок робіт. Коли включений в роботу транспортний ланцюг штреку, машиніст зі свого пульту включає конвеєр лави і починає вести виїмку вугілля на всю потужність пласту і ширину захвата комбайна. Помічник допомагає йому в роботі, слідує за кабелеукладальником, регулює положення відстаючого шнека, стежить за натягненням тягового ланцюга комбайна, прибирає з комбайна шматки вугілля і породи, що впали. Не можна скривлювати лаву, оскільки при цьому із-за великого тертя між ланцюгом і бортом риштаків, а також різко зростає навантаження на привід конвеєра. Машиніст разом з помічником регулярно оглядають комбайн на зупинках, але при цьому він (комбайн) має бути відключений і зупинений, перевіряють рівень мастила в редукторах, стан різців, і замінюють їх при необхідності і ін.

Разом з виїмкою вугілля машиніст слідує за відставанням пересування секцій, аби не перевищувало 2 від комбайна, оскільки при цьому (при великому відставанні) можуть бути вивали шматків породи з покрівлі.

Не ближче 2, 5 м від шнека один з ГРОВ оформляє вибій, збиває навіси вугілля, якщо вони залишаються після проходу комбайна, зачищає грунт пласта від вугілля, що залишилося на ній.

3-4 особи виконують роботи по пересуванню секцій кріплення. Спочатку зачищається дорога від вугілля і породи, після чого один з ГРОВ, знаходячись під захистом сусідньої секції навантаження так, щоб контакт перекриття з породами покрівлі не був втрачений. Останні ГРОВ зайняті на пересуванні секцій кріплення, спостерігають за покрівлею при пересуванні секцій, готують наступну секцію до пересування. Секції кріплення пересуваються послідовно одна за одною. Після пересування секція негайно встановлюється під навантаження. Одночасно розвантажувати дві або більше секцій категорично забороняється.

1-2 ГРОВ знаходяться на транспортному штреку, де спостерігають за перевантаженням вугілля з конвеєра лави на конвеєр штреку, за нормальною роботою станцій СНТ-40 і 1УЦНС-13.

Коли знята вся смужка вугілля по лаві, пересувається конвеєр до кінця лави, пересувається кріплення сполучення, комбайн зарубується в пласт косими заїздами, цикл повторюється в зворотному порядку, тобто при русі комбайна зверху вниз, конвеєр пересувається з відставанням від комбайна на 20-30 м. Після цього (як комбайн дійде вниз до конвеєрного штреку) його переганяють вгору на 25-30 м і роблять засувку приводної голівки вибійного конвеєра і його частин до вибою, а комбайн починає працювати по виїмці вугілля рухаючись вниз, виймаючи клинову частину смуги.

При підготовці «верху» лави (пересування голівки двоє робітників знімають попереду конвеєра (по ходу її посування) з нижнього боку стійки кріплення вентиляційного штреку, кріплять верхню голівку конвеєра. У нижній частині, на сполученні з конвеєрним штреком, двоє інших робітників знімають з верхнього боку стійки кріплення штреку попереду конвеєра (вибійного), встановлюють під верхняк дерев’яні стійки і ін.

У недільні дні робітники ремонтно-підготовчої зміни постійно виробляють планово-запобіжний огляд і ремонт устаткування, скорочують довжину стрічкового конвеєра, замінюють окремі вузли, виробляють ревізію електроустаткування і апаратури.

3.8 Транспорт на дільниці

Транспортні засоби дільниці забезпечують роботу основних і допоміжних вантажопотоків, що зв’язують виїмкові дільниці з поверхнею. Основний вантажопотік забезпечує доставку відбитого вугілля до стовбура.

Лава обладнана ланцюговим конвеєром СПЦ-163 продуктивністю 480т/ч, по ньому відбите вугілля транспортується по лаві до місця сполучення з підготовчими виробками. Там вугілля перевантажується на скребковий конвеєр СП-250м розташований на відкаточному штреку. Застосування скребкового конвеєра під лавою обумовлено його невеликими габаритами, високою надійністю, й оперативністю монтажних робіт при його укорочуванні й нарощуванні.

Зі скребкового конвеєра СП-250 довжиною 80м вугілля перевантажується на два стрічкових конвеєри 1Л1000Д довжиною 920м.

3.9 Кріплення сполучень лави з підготовчими виробками

Кріплення сполучень лави з підготовчими виробками здійснюється за допомогою кріплення сполучення УКС. Воно призначене для механізації в трапецієвидних, прямокутних і аркових виробках, прилеглих до лави, а також в зоні виходу приводної голівки вибійного конвеєра в ці виробки, операцій по підтримці покрівлі, підтримці голівки конвеєра і її пересуванню у міру посування вибоїв.

Кріплення сполучення УКС складається з випереджаючої і відстаючої секцій. Випереджаюча чотирьохстоєчна секція підтримує покрівлю через бічні верхняки, сполучені між собою ресорними пакетами. Відстаюча двостійкова секція з одним (середнім) верхняком має стіл для розміщення на ньому голівки вибійного конвеєра з механізмом для ступінчастого регулювання її висоти, а також регулювання по куту падіння пласта. Передбачені гідродомкрати для регулювання положення голівки конвеєра по ширині виробки.

Переміщення секції здійснюється по черзі, з почерговим розвантаженням секції, спеціальним гідравлічним механізмом, що підтягує кріплення до наполегливої стійки за допомогою круглозвенного ланцюга. Живлення кріплення від насосної станції очисного комплексу.

3.10 Паспорт кріплення і управління покрівлею в очисному вибою. Способи охорони підготовчих виробок

Значна частина питань паспорта кріплення і управління покрівлею висвітлена раніше в даному дипломному проекті.

Сполучення верхньої частини лави з вентиляційним штреком підтримується рядом накатних кострів. Сполучення нижньої частини лави з конвеєрним штреком підтримується рядом накатних кострів, двома рядами органного кріплення і двома рядами блоків пінобетону.

Перед погашенням штреку необхідно демонтувати протипожежно-зрошувальний трубопровід, трубопровід стислого повітря і рейковий шлях.

Сам процес погашення штреку починається з огляду робочого місця і підготовки його до робіт по погашенню. В процесі наводять місце погашення в безпечний стан, збивають навислі шматки породи, перевіряють затягування боків і покрівлі виробки. У місцях вивалів які при великих поломках

затягування виробляють перезатяжку розпилами.

Витягання рам кріплення здійснюють за допомогою лебідки. Вона встановлюється на відстані не менше 8 м від дільниці погашення. Під верхняк витягуваної з лавою рами, що стоїть, встановлюють ремонтини. З витягуванної рами знімають міжрамні стягування, проводять вибивку затягування і частковий випуску породи з боків, щоб звільнити стійку від бічного тиску. Потім стропу каната заводять за стійку рами через переносний блок і причіпляють її до каната лебідки крюком. При цьому люди віддаляються із зони дії каната за лебідку, а в лаві, на першій секції межкріплення, від сполучення лави з вентиляційним обов’язково виставляють пост. По команді гірничого майстра робітник на пульті керування лебідкою включає її і витягує стійку кріплення. Потім стійку відчеплюють від каната, знімають стійку і відносять до місця складування. Аналогічно витягується друга стійка кріплення. Потім витягується верхняк і підтягується в закріплену частину виробки. Канат відчеплюють від верхняка, а його відносять до місця складування.

Після повного витягання однієї рами кріплення цикл знову повторюється. Після закінчення робіт по погашенню штреку на останній рамі встановлюють дерев’яну перемичку.

3.11 Охорона праці і техніка безпеки

В очисний вибій допускаються робітники, що мають посвідчення на право робіт і спеціальні іспити, що здали. Всі робітники зобов’язані знати особливості, устаткування комплексу, правила його експлуатації і строго виконувати їх.

Виробництво очисних робіт вирішується після приймання очисного вибою спеціальною комісією. Приймання проводиться згідно проекту або паспорта. Безпека робіт виїмкової дільниці регламентується ПБ і включає: загальні положення по безпечному веденню робіт в очисному вибої; безпека при роботі із вибійним устаткуванням; безпека при погашенні виробок; безпека при керуванні покрівлею; протипожежний захист виїмкової дільниці; контроль за метаном, пилепригничення і зрошування.

До початку робіт машиніст разом з помічником і електрослюсарем перевіряють частини, що всі обертаються, наявність на них кожухів, роботу зрошування, освітлення, сигналізацію, блокування електроустаткування, наявність болтів на кришках електродвигунів, стан редукторів і наявність в них мастила, роботу інших вузлів.

Всі робітники зобов’язані знати і строго виконувати паспорт кріплення лави з яким ознайомлюються всі робітники дільниці під розпис.

При пересуванні секції до вибою робітник зобов’язаний знаходитися під сусідньою розпертою секцією, якщо в секції немає натиску, знаходитися під нею строго заборонено. Перед пересуванням кріплення робітник повинен оглянути покрівлю, а при необхідності прийняти заходи і встановити контрольну стійку. При пересуванні секції в зоні пересування не повинно бути сторонніх осіб, що беруть участь в даному процесі. При ремонті секції перекриття необхідно підсилити не менш двома гидростойками індивідуального кріплення. Запас в кількості 20-30 штук має бути біля лави.

При виявленні порожнеч в покрівлі їх потрібно закласти до розпору між перекриттями секції і покрівлею.

Оскільки шахта небезпечна по раптовим викидам вугілля і газу, то при прогнозі «небезпечно» роботи в забої припиняються і виконуються один з локальних способів боротьби з раптовими викидамию.У нашому випадку це гідрорихлення.

Забороняється: переходити через працюючий конвеєр, захаращувати матеріалами проходи в лаві, доставляти по конвеєру різні матеріали при працюючому комбайні.

Перелік робіт, які не можна виконувати одночасно:

– при працюючому комбайні забороняється доставка матеріалів по вибійному конвеєру;

– пересування людей по конвеєру і його пересічення під час роботи конвеєра категорично забороняється;

– всі ремонтні роботи і огляд комбайна обов’язково виробляються лише

при вимкненому електроустаткуванні і зупиненому вибійному конвеєрі;

– недопустимі ремонт і налаштування устаткування при працюючій насосній станції;

– заборонена збірка насосів при працюючому конвеєрі і комбайні;

– заборонено викладення костриць над секціями при працюючому конвеєрі і комбайні;

– не можна виробляти витягання кріплення при погашенні виробки, якщо працює конвеєр лави;

– не можна проводити витягання кріплення при погашенні виробки і виконувати інші роботи в лаві ближче 50 м від місця погашення.

При погашенні вентиляційної виробки услід за лавою слід дотримуватись наступного порядку робіт: перед зняттям металевого кріплення встановлюються додаткові проміжні рами (три дерев’яні стійки під шпальний брус), дозволяється знімати одночасно не більше за одну раму. Перед зняттям рами боку і покрівлі оглядаються і оббираються від навислих шматків вугілля і породи.